Điện hạt nhân và vấn đề vận hành an toàn nhà máy

Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Vận hành an toàn nhà máy điện hạt nhân

Theo tính toán của ngành Điện, đến năm 2017 - 2020, tiềm năng thủy điện ở hầu hết các dòng sông chính ở nước ta sẽ được khai thác, đạt tổng công suất khoảng 17.400 MW, chiếm 23,1% trên tổng số 75.000 MW tổng nguồn điện năng quốc gia.

Tuy nhiên, nhu cầu về điện vẫn còn tiếp tục tăng, do đó việc xây dựng các nhà máy ĐHN trở thành một trong những lựa chọn quan trọng trong chiến lược phát triển các nguồn điện mới, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng.

Ngày 25.11.2009, Quốc hội chính thức phê chuẩn chủ trương đầu tư dự án ĐHN Ninh Thuận để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia. Nhà máy ĐHN đi vào hoạt động sẽ góp phần phát triển kinh tế - xã hội đất nước và tỉnh Ninh Thuận, với tổng công suất trên 4.000 MW, theo công nghệ lò nước nhẹ cải tiến - thế hệ lò hiện đại nhất, đã được kiểm chứng, bảo đảm tuyệt đối an toàn và hiệu quả kinh tế tại thời điểm lập dự án đầu tư.

Nhà máy 1 sẽ được khởi công xây dựng vào năm 2014, vận hành tổ máy đầu tiên vào năm 2020.

Để xây dựng và vận hành nhà máy ĐHN đòi hỏi phải đồng thời giải quyết hàng loạt vấn đề phức tạp như: cơ chế, chính sách, quy hoạch, kế hoạch, công nghệ, an toàn, nguồn nhiên liệu, xử lý chất thải phóng xạ…

Theo khuyến cáo của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), khâu chuẩn bị hạ tầng, trong đó then chốt là nguồn nhân lực KH&CN phải đi trước 10 - 15 năm.

Còn để bảo đảm cho hoạt động của hai nhà máy ĐHN ở Ninh Thuận, cần một đội ngũ nhân viên, chuyên gia kỹ thuật ít nhất khoảng 2.500 người.    

Về nguyên tắc, để xây dựng và vận hành an toàn một nhà máy ĐHN, ngoài những vấn đề chung đối với một nhà máy thông thường, cần phải giải quyết một số vấn đề đặc thù sau để bảo đảm bảo ngăn chặn sự rò rỉ, ô nhiễm phóng xạ cho người vận hành và môi trường khu vực:

Thứ nhất, lựa chọn địa điểm để bố trí các hạng mục công trình, kể cả vành đai an toàn xung quanh khu vực nhà máy. Quá trình vận hành nhà máy ĐHN sử dụng một lượng nước rất lớn, vì vậy khu vực bố trí phải gần nguồn nước để việc cung cấp nước cho nhà máy được duy trì liên tục. Công đoạn này hầu như đã được giải quyết khi vị trí của hai nhà máy được chọn tại tỉnh Ninh Thuận. 

Bộ Khoa học và Công nghệ đã xúc tiến xây dựng Nghị định quy định các điều kiện để xác định vị trí cụ thể bố trí nhà máy, trong đó điều kiện địa chất và khí tượng thủy văn (bão, lũ, ngập lụt, sóng thần…) được đặc biệt quan tâm.

Bộ Tài nguyên và Môi trường và các cơ quan liên quan có trách nhiệm đánh giá trữ lượng Titan tại khu vực dự kiến xây dựng nhà máy ĐHN để có kế hoạch khai thác, tận thu trước khi khởi công xây dựng, đồng thời đánh giá khả năng xuất hiện động đất ở khu vực.

Thứ hai, chọn công nghệ. Đây là vấn đề quan trọng, nó quyết định việc lựa chọn nguồn nhiên liệu, hiệu quả khai thác, đặc biệt là vấn đề an toàn hạt nhân và rác thải phóng xạ. Cho đến nay, có nhiều ý kiến khác nhau về việc triển khai xây dựng nhà máy ĐHN ở Việt Nam, nhưng đều đặt ra câu hỏi “Liệu có đảm bảo an toàn tuyệt đối không?”

Nếu sự cố ở nhà máy ĐHN xảy ra, liên quan đến rò rỉ phóng xạ rất dễ dẫn đến thảm họa cho con người cũng như môi trường về ô nhiễm phóng xạ mà việc khắc phục sẽ rất khó khăn, kéo dài. Vì vậy, một thời gian dài sau vụ Chernobyl, việc xây dựng và phát triển các nhà máy ĐHN bị chững lại bởi nhiều người lo ngại về độ an toàn của nó.

Thậm chí sau sự cố nhà máy điện Fukushima ở Nhật Bản, có một số nước đã công bố lộ trình loại bỏ ĐHN. Ví dụ như Đức có kế hoạch đóng cửa 9 nhà máy ĐHN cho đến năm 2022. Ngay tại Nhật Bản, ngày 6.5.2012 cũng thông báo đóng cửa hoàn toàn các nhà máy ĐHN.

Theo IAEA, an toàn hạt nhân là việc đạt được các điều kiện vận hành hợp lý, ngăn ngừa tai nạn hay giảm thiểu hậu quả tai nạn, bảo vệ người vận hành, người dân và môi trường xung quanh bởi những nguy hiểm về bức xạ.

Theo Luật Năng lượng Nguyên tử Việt Nam (điều 3), an toàn hạt nhân là việc thực hiện các biện pháp nhằm ngăn ngừa sự cố, hoặc giảm thiểu hậu quả sự cố do thiết bị hạt nhân, vật liệu hạt nhân gây ra cho con người và môi trường xung quanh, đặc biệt là sự phát tán các chất phóng xạ ra môi trường trong mọi tình huống. 

Ngăn chặn nguy cơ dẫn đến thảm họa môi trường

Trước hết, an toàn hạt nhân phụ thuộc vào độ tin cậy của thiết bị. Thiết bị được thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn đặc biệt với chức năng tự động sao cho nguy cơ xảy ra hỏng thiết bị dẫn tới sự cố phải ở mức thấp nhất. Nếu ở một bộ phận nào đó xuất hiện trục trặc thì các bộ phận khác sẽ hỗ trợ nhằm giảm thiểu hậu quả.

Đây là phương thức bảo vệ chiều sâu đối với quá trình hoạt động của các thiết bị.

Cùng với đó là hành động của con người. Người thiết kế cũng như vận hành thiết bị đều phải được đào tạo nghiêm túc, công phu, phù hợp với từng nội dung công việc và đòi hỏi về trách nhiệm tại mỗi vị trí, mỗi thao tác.

Tất cả nhân viên tham gia vận hành phải thực hiện công việc của mình với ý thức tổ chức, kỷ luật cao từ bảo đảm thời gian đến các bước của quá trình vận hành thiết bị trong bất kì điều kiện nào.

Quá trình vận hành cũng đồng thời là quá trình theo dõi liên tục hoạt động của thiết bị để sớm phát hiện những trục trặc và áp dụng các biện pháp xử lý thích hợp, kịp thời.

An toàn hạt nhân trong nhà máy ĐHN được bảo đảm nếu việc vận hành được thực hiện theo đúng qui trình, cho phép các nhân viên thực hiện nhiệm vụ trong những điều kiện phù hợp, tương thích với kỹ năng chuyên môn được đào tạo.

Ngoài ra, mọi hoạt động của nhân viên vận hành đều phải được giám sát, kiểm tra, đặc biệt việc tuân thủ quy trình, đồng thời sẵn sàng chuẩn bị ứng phó với các tình huống xảy ra sự cố ở mọi mức độ khác nhau.

Những lo lắng về sự mất an toàn cũng hướng về khía cạnh này của đội ngũ vận hành Việt Nam.

Việc bảo vệ an toàn cho con người và môi trường phụ thuộc vào việc duy trì ba chức năng an toàn, để bảo đảm tránh được các trục trặc kỹ thuật xảy ra tại hệ thống bảo vệ, bao gồm vỏ nhiên liệu, hệ thống chất làm mát lò phản ứng và nhà lò.

Nếu hệ thống bảo vệ bị hư hỏng thì ba chức năng an toàn sẽ hạn chế các hư hỏng đó, đồng thời giảm thiểu hậu quả.

Bên cạnh đó là việc quản lý và xử lý chất thải phóng xạ. Trong nhà máy ĐHN, điện được tạo ra thông qua quá trình phân hạch hạt nhân.Tuy nhiên, quá trình này đồng thời cũng tạo ra vô số các sản phẩm phụ, bám trên các thanh bọc nhiên liệu, vách thành lò phản ứng, trên những bức tường thép và tường bê tông của buồng ngăn.

Trong khu vực nhà máy ĐHN, nguyên liệu phóng xạ có thể bao gồm 3 dạng cơ bản sau: Uranium đã được làm giàu, rác thải phóng xạ mức thấp và rác thải phóng xạ mức cao.

Uranium đã được làm giàu dưới dạng hình viên, dài khoảng 2,5cm, được dùng làm nhiên liệu cho nhà máy ĐHN, mỗi viên có thể tạo ra một lượng điện xấp xỉ lượng điện sinh ra khi đốt cháy một tấn than. Năng lượng uranium có tính phóng xạ ôn hòa, có thể tiếp xúc an toàn mà không cần sự bảo vệ nào.

Việc xử lí và chôn lấp rác thải phóng xạ, nhất là rác thải phóng xạ mức cao là một công đoạn đặc biệt quan trọng trong suốt quá trình vận hành một nhà máy ĐHN, bảo đảm không gây ra ô nhiễm ở khu vực chôn lấp.

Hiện nay, về lý thuyết có một số biện pháp xử lý rác thải phóng xạ như chôn sâu trong lòng đất, chôn lấp dưới đáy biển, chôn lấp ở vùng hút chìm… Tuy nhiên, các biện pháp này còn gặp nhiều khó khăn về mặt pháp lý, do đó biện pháp xử lý duy nhất là chôn cất trong các hầm mỏ, kho chứa. 

Xây dựng và vận hành nhà máy ĐHN là một công việc hoàn toàn mới ở Việt Nam. Chắc chắn, trong suốt vòng đời của mỗi nhà máy ĐHN ở nước ta, các cơ quan chức năng liên quan sẽ phải có trách nhiệm thẩm định cũng như kiểm tra toàn bộ quá trình hoạt động của nhà máy, góp phần ngăn chặn các nguy cơ gây ra sự cố có thể dẫn đến thảm họa môi trường, bảo đảm sự vận hành an toàn của nhà máy…

Mọi công việc chuẩn bị cho nhiệm vụ mới mẻ và hết sức nặng nề này cần phải được khởi động sớm.

Ngô Trọng Thuận (Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường)